EP0727254A1 - Zentrifugalmühle mit Wechselkassette - Google Patents

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EP0727254A1
EP0727254A1 EP96102155A EP96102155A EP0727254A1 EP 0727254 A1 EP0727254 A1 EP 0727254A1 EP 96102155 A EP96102155 A EP 96102155A EP 96102155 A EP96102155 A EP 96102155A EP 0727254 A1 EP0727254 A1 EP 0727254A1
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centrifugal mill
motor shaft
exchangeable cassette
mill according
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F Kurt Retsch GmbH and Co KG
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F Kurt Retsch GmbH and Co KG
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    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
    • B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
    • B02C18/062—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives with rotor elements extending axially in close radial proximity of a concentrically arranged slotted or perforated ring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
    • B02C18/16—Details
    • B02C18/22—Feed or discharge means
    • B02C18/2216—Discharge means

Definitions

  • the invention relates to a centrifugal mill for laboratory operation with a rotor coupled to a drive motor as a grinding tool, with a ring sieve surrounding the grinding chamber of the rotor and an annular collecting container for the ground material arranged on the outer circumference of the ring sieve, the rotor, ring sieve and grinding arrangement existing grinding unit can be closed with a housing cover having a regrind inlet opening.
  • centrifugal mill with the aforementioned characteristics is described in the company brochure of Retsch GmbH & Co. KG, Haan, under the name "Ultra-centrifugal mill type ZM 1" (page 27).
  • a rotor as a grinding tool is placed in a pot-shaped housing part on a motor shaft arranged so far and fixed on the motor shaft by means of a screw.
  • the grinding chamber covered by the rotor is enclosed by a ring sieve, which in turn is surrounded by an annular collecting container, so that the regrind comminuted by the rotor rotating at high rotational speed enters the annular collecting container through the centrifugal forces via the ring sieve.
  • the grinding unit thus formed is closed by a housing cover to be fastened to the housing.
  • the disadvantage of the known centrifugal mill is that the inside of the housing cover in its area spanning the rotor or the grinding chamber is to be attributed to the grinding chamber, so that when the housing cover is opened, any grinding material adhering to it can be lost; Appropriate inaccuracies in the analysis of the ground material to be ground cannot be ruled out.
  • Another disadvantage is that the cleaning of the known centrifugal mill is complex; After opening the housing cover, the ring sieve and the collecting container must be removed from the housing one after the other, and since they are each completely separate components, these parts must also be cleaned individually. In addition, material loss can occur with the appropriate handling. Finally, the rotor is also difficult to replace, since the screw connecting it to the shaft must be loosened or screwed down with a tool.
  • the invention is therefore based on the object of providing a centrifugal mill with the generic features which is easier to handle.
  • the basic idea of the invention provides that the annular collecting container is connected to the ring sieve arranged on its inner circumference and is designed as an exchangeable cassette that can be put over the rotor, and that the exchangeable cassette has a cover that also spans the grinding chamber with rotor and can be detached from the exchangeable cassette.
  • the invention has the advantage that the interchangeable cassette can first be removed from the rotor without opening the grinding chamber, so that another interchangeable cassette can be put on for the subsequent grinding process and the centrifugal mill can be put into operation.
  • the exchangeable cassette with the shredded regrind can be opened at a suitable location by lifting off its cover and the contents can be removed completely. This simplifies handling and also makes it easier to clean the unitary part designed as an exchangeable cassette.
  • the cleaning of the interchangeable container is further facilitated if, according to one embodiment of the invention, the collecting container and the ring sieve are connected to one another via a plug connection and, in this respect, are also easily separable from one another.
  • the interchangeable cassette has a base plate opposite the cover and enclosing the grinding chamber, the base plate having an opening for receiving a motor or rotor shaft; in this embodiment, the removable cassette is shared with removed from the rotor of the motor shaft, which has the advantage that the grinding chamber is completely closed. After opening the cover, the rotor can be removed from the cassette.
  • the labyrinth plate lying on the bottom of the grinding chamber, on which the rotor rests with a labyrinth design including a labyrinth seal, also in known centrifugal mills, to be designed as a base plate and, in so far, to make it part of the removable cassette.
  • the sleeve-shaped shaft attachment of the rotor in its Inside has a groove for receiving locking elements which enter and are radially displaceably mounted on the motor shaft, the locking elements arranged on the motor shaft being designed as balls which can be deflected radially under the action of centrifugal force;
  • the balls are expediently prestressed by spring force in a locking position projecting beyond the cross section of the motor shaft.
  • the basic structure of the centrifugal mill shown in FIG. 1 has a base body 10, to which a pot-shaped upper part 11 is fastened as a housing by means of screws 12.
  • a motor part 13 is seated in the base body 10, which projects with an upstanding motor shaft 14 above the base body 10 and extends into the upper part 11.
  • the housing arrangement is completed by a housing cover 15 which overlaps the upper part 11 and in which a funnel 16 connected to a material inlet 17 is arranged.
  • a rotor 18 is plugged onto the motor shaft 14 via a sleeve-shaped extension 19, the connection between the rotor 18 and the motor shaft 14 being shown in detail in FIG. 2.
  • a labyrinth plate 22 with corresponding labyrinth projections is arranged between the base body 10 and the rotor 18, on which the rotor 18 runs with associated labyrinth designs 23;
  • a labyrinth seal 24 is located between the labyrinth plate 22 and the labyrinth designs 23 of the rotor 18, in order to seal the grinding chamber 25 defined by the rotor 18 against the motor shaft 14.
  • the rotor 18 has a groove 20 in the interior of its sleeve-shaped extension 19, into which engage balls 21 which are radially displaceably mounted on the motor shaft 14 and are pressed outwards under spring load; due to the rotating motor shaft 14 or sleeve-shaped extension 19 of the rotor 18 rotating at high rotational speed, the centrifugal force causes the Balls 21 pressed outwards into the groove 20 of the sleeve-shaped extension 19 of the rotor 18 and ensure a secure locking of the rotor; on the other hand, when the rotor 18 is at a standstill, it can simply be pulled off the motor shaft 14 by pushing the balls 21 into the cross section of the motor shaft 14 by means of a corresponding pull, and thus the sleeve-shaped extension 19 can be pulled off the motor shaft 14.
  • an exchangeable cassette 26 can be inserted into the upper part 11, which consists of an outer annular collecting container 27 and an annular sieve 28 fixed to the inner circumference thereof, which annular sieve 28 has the rotor 18 or respectively when the exchangeable cassette 26 is installed encloses the grinding chamber 25.
  • Collecting container 27 and ring sieve 28 are each connected to one another, preferably by a plug connection that can be detached for cleaning purposes, in such a way that the exchangeable cassette 26 is handled uniformly.
  • the exchangeable cassette 26 is provided with its own upper cover 29, which is sealed against the outer edge of the collecting container 27 by a circumferential seal 30 and, moreover, closing the collecting container 27, as well as overlapping the grinding chamber 25, can be fixed to the collecting container 27.
  • the exchangeable cassette 26 When the centrifugal mill is used, the exchangeable cassette 26 is inserted into the upper part 11 and the housing cover 15 is closed, the housing cover 15 pressing on the cover 29 of the exchangeable cassette 26 via an associated design and thereby immovably fixing it.
  • Via the material inlet 17 and the funnel 16 arrives to comminuted regrind in the grinding chamber 25 and is comminuted here by the rotor 18 rotating at high rotational speed, which is connected to the motor shaft 14 via the ball lock 21; the crushed ground material enters the collecting container 27 via the ring sieve 28.
  • the housing cover 15 is opened, and the interchangeable cassette 26, which is closed by the cover 29, can be removed from the upper part 11 and opened, emptied and cleaned elsewhere with the necessary care; if the rotor 18 is also to be replaced, the rotor 18 can simply be pulled off the motor shaft 14 on the basis of the ball lock 21 described.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zentrifugalmühle für den Laborbetrieb mit einem an einen Antriebsmotor gekuppelten Rotor als Mahlwerkzeug, mit einem den Mahlraum des Rotors umschließenden Ringsieb und einem auf dem äußeren Umfang des Ringsiebes angeordneten ringförmigen Auffangbehälter für das zerkleinerte Mahlgut. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Zentrifugalmühle für den Laborbetrieb mit einem an einen Antriebsmotor gekuppelten Rotor als Mahlwerkzeug, mit einem den Mahlraum des Rotors umschließenden Ringsieb und einem auf dem äußeren Umfang des Ringsiebes angeordneten ringförmigen Auffangbehälter für das zerkleinerte Mahlgut, wobei die aus Rotor, Ringsieb und Mahlanordnung bestehende Mahleinheit mit einem eine Mahlguteinlaßöffnung aufweisenden Gehäusedeckel verschließbar ist.
  • Eine Zentrifugalmühle mit den vorgenannten Merkmalen ist in dem Firmenprospekt der Firma Retsch GmbH & Co. KG, Haan, unter der Bezeichnung "Ultra-Zentrifugalmühle Typ ZM 1" (Seite 27) beschrieben. Bei der insoweit bekannten Zentrifugalmühle ist in einem topfförmigen Gehäuseteil ein Rotor als Mahlwerkzeug auf eine insoweit stehend angeordnete Motorwelle aufgesteckt und mittels einer aufgesetzten Schraube an der Motorwelle festgelegt. Der von dem Rotor überstrichene Mahlraum ist von einem Ringsieb umschlossen, welches seinerseits von einem ringförmigen Auffangbehälter umgeben ist, so daß das von dem mit hoher Rotationsgeschwindigkeit umlaufenden Rotor zerkleinerte Mahlgut durch die Zentrifugalkräfte über das Ringsieb in den ringförmigen Auffangbehälter eintritt. Die insoweit gebildete Mahleinheit ist von einem an dem Gehäuse zu befestigenden Gehäusedeckel verschlossen.
  • Mit der bekannten Zentrifugalmühle ist der Nachteil verbunden, daß die Innenseite des Gehäusedeckels in dessen den Rotor beziehungsweise den Mahlraum übergreifenden Bereich dem Mahlraum zuzurechnen ist, so daß beim Öffnen des Gehäusedeckels hier anhaftendes Mahlgut verlorengehen kann; dabei sind entsprechende Ungenauigkeiten der Analyse des zu zerkleinernden Mahlgutes nicht auszuschließen. Als weiterer Nachteil ist anzusehen, daß die Reinigung der bekannten Zentrifugalmühle aufwendig ist; nach dem Aufklappen des Gehäusedeckels müssen das Ringsieb und der Auffangbehälter nacheinander aus dem Gehäuse entnommen werden, und da es sich jeweils um völlig getrennte Bauteile handelt, müssen diese Teile auch jeweils einzeln gesäubert werden. Zudem kann es bei der entsprechenden Handhabung wiederum zu Materialverlusten kommen. Schließlich ist auch der Rotor nur umständlich auszuwechseln, da die ihn mit der Welle verbindende Schraube jeweils mit einem Werkzeug gelöst beziehungsweise festgeschraubt werden muß.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zentrifugalmühle mit den gattungsgemäßen Merkmalen zur Verfügung zu stellen, die einfacher handhabbar ist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Schutzansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
  • Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, daß der ringförmige Auffangbehälter mit dem an seinem inneren Umfang angeordneten Ringsieb verbunden und als über den Rotor stülpbare Wechselkassette ausgebildet ist und die Wechselkassette eine auch den Mahlraum mit Rotor überspannende und von der Wechselkassette lösbare Abdeckung aufweist. Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß die Wechselkassette zunächst einmal ohne Öffnung des Mahlraumes von dem Rotor abgenommen werden kann, so daß für den nachfolgenden Mahlvorgang eine andere Wechselkassette aufgesetzt und die Zentrifugalmühle in Betrieb genommen werden kann. Die Wechselkassette mit dem zerkleinerten Mahlgut kann an einem geeigneten Ort durch Abheben ihrer Abdeckung geöffnet und der Inhalt vollständig entnommen werden. Damit ist die Handhabung vereinfacht und auch die Reinigung des insoweit als Wechselkassette ausgebildeten einheitlichen Teils erleichtert.
  • Die Reinigung des Wechselbehälters ist weiterhin erleichtert, wenn nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung der Auffangbehälter und das Ringsieb über eine Steckverbindung miteinander verbunden und insoweit auch leicht voneinander trennbar sind.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die Wechselkassette eine der Abdeckung gegenüberliegende und den Mahlraum einschließende Bodenplatte aufweist, wobei die Bodenplatte eine Öffnung zur Aufnahme einer Motorbeziehungsweise Rotorwelle aufweist; bei dieser Ausführungsform wird die Wechselkassette gemeinsam mit dem Rotor von der Motorwelle abgenommen, wobei sich daraus der Vorteil ergibt, daß der Mahlraum vollständig abgeschlossen ist. Nach dem Öffnen der Abdeckung kann insoweit der Rotor von der Kassette abgenommen werden.
  • Um die sonst erforderliche Abdichtung der Rotorwelle gegen die Öffnung in der Bodenplatte zu vermeiden, kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, die auch bei bekannten Zentrifugalmühlen am Boden des Mahlraumes liegende Labyrinthplatte, auf welcher der Rotor mit einer Labyrinthgestaltung unter Einschluß einer Labyrinthdichtung aufliegt, als Bodenplatte auszubilden und insoweit zum Bestandteil der Wechselkassette zu machen.
  • Soweit bei einer bekannten Zentrifugalmühle der Rotor mit einem hülsenförmigen Wellenansatz auf die Motorwelle steckbar und an dieser drehfest festlegbar ist, ist es zur Vereinfachung des Wechselns des Rotors und damit zur besseren Handhabung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, daß der hülsenförmige Wellenansatz des Rotors in seinem Inneren eine Nut zur Aufnahme von darin eintretenden, an der Motorwelle radial verschiebbar gelagerten Verriegelungselementen aufweist, wobei die an der Motorwelle angeordneten Verriegelungselemente als unter Fliehkraftwirkung radial auslenkbare Kugeln ausgebildet sind; zweckmäßig sind nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Kugeln durch Federkraft in einer den Querschnitt der Motorwelle überragenden Verriegelungslage vorgespannt.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen:
    • Fig. 1
    den Funktionsteil einer Zentrifugalmühle im Schnitt,
    Fig. 2
    die drehfeste Verbindung von Motorwelle und Rotor,
    Fig. 3
    eine Wechselkassette in einer Einzeldarstellung.
  • Die in Figur 1 in ihrem Grundaufbau dargestellte Zentrifugalmühle weist einen Grundkörper 10 auf, an welchem ein topfförmiges Oberteil 11 als Gehäuse über Schrauben 12 befestigt ist. In dem Grundkörper 10 sitzt ein Motorteil 13, welches mit einer aufstehenden Motorwelle 14 über den Grundkörper 10 vorsteht und insoweit in das Oberteil 11 hineinreicht. Die Gehäuseanordnung wird durch einen das Oberteil 11 übergreifenden Gehäusedeckel 15 vervollständigt, in welchem ein an einen Materialeinlauf 17 angeschlossener Trichter 16 angeordnet ist.
  • Auf die Motorwelle 14 ist ein Rotor 18 über einen hülsenförmigen Ansatz 19 aufgesteckt, wobei die Verbindung zwischen dem Rotor 18 und der Motorwelle 14 sich im einzelnen aus Figur 2 ergibt. Zur Führung des Rotors 18 ist zwischen dem Grundkörper 10 und dem Rotor 18 eine Labyrinthplatte 22 mit entsprechenden Labyrinthvorsprüngen angeordnet, auf welcher der Rotor 18 mit zugeordneten Labyrinthgestaltungen 23 läuft; zwischen Labyrinthplatte 22 und Labyrinthgestaltungen 23 des Rotors 18 liegt eine Labyrinthdichtung 24, um insoweit den durch den Rotor 18 definierten Mahlraum 25 gegen die Motorwelle 14 abzudichten.
  • Wie sich aus Figur 2 ergibt, weist der Rotor 18 im Inneren seines hülsenförmigen Ansatzes 19 eine Nut 20 auf, in welche an der Motorwelle 14 radial verschieblich gelagerte und unter Federbelastung nach außen gedrückte Kugeln 21 eingreifen; aufgrund der mit hoher Rotationsgeschwindigkeit umlaufenden Motorwelle 14 beziehungsweise hülsenförmigen Ansatz 19 des Rotors 18 werden durch die Fliehkraft die Kugeln 21 nach außen in die Nut 20 des hülsenförmigen Ansatzes 19 des Rotors 18 gedrückt und sorgen dabei für eine sichere Verriegelung des Rotors; andererseits kann bei Stillstand der Rotor 18 einfach von der Motorwelle 14 abgezogen werden, indem durch entsprechenden Zug die Kugeln 21 in den Querschnitt der Motorwelle 14 hineingedrückt werden und damit der hülsenförmige Ansatz 19 von der Motorwelle 14 abgezogen werden kann.
  • Wie sich aus einer Zusammenschau der Figuren 1 und 3 ergibt, ist in das Oberteil 11 eine Wechselkassette 26 einsetzbar, welche aus einem äußeren ringförmigen Auffangbehälter 27 und einem an dessen Innenumfang festgelegten Ringsieb 28 besteht, welches Ringsieb 28 bei montierter Wechselkassette 26 den Rotor 18 beziehungsweise den Mahlraum 25 umschließt. Auffangbehälter 27 und Ringsieb 28 sind jeweils derart miteinander verbunden, vorzugsweise durch eine zu Reinigungszwecken lösbare Steckverbindung, daß sich eine einheitliche Handhabung der Wechselkassette 26 ergibt. Die Wechselkassette 26 ist mit einer eigenen oberen Abdeckung 29 versehen, die über eine umlaufende Dichtung 30 gegen den äußeren Rand des Auffangbehälters 27 abgedichtet und im übrigen den Auffangbehälter 27 verschließend wie auch den Mahlraum 25 übergreifend an dem Auffangbehälter 27 festlegbar ist.
  • Bei Gebrauch der Zentrifugalmühle ist die Wechselkassette 26 in das Oberteil 11 eingesetzt und der Gehäusedeckel 15 geschlossen, wobei der Gehäusedeckel 15 über eine zugeordnete Gestaltung auf die Abdeckung 29 der Wechselkassette 26 drückt und diese dadurch unverrückbar festlegt. Über den Materialeinlauf 17 und den Trichter 16 gelangt zu zerkleinerndes Mahlgut in den Mahlraum 25 und wird hier durch den mit hoher Drehgeschwindigkeit umlaufenden Rotor 18, der über die Kugelverriegelung 21 mit der Motorwelle 14 verbunden ist, zerkleinert; das zerkleinerte Mahlgut tritt über das Ringsieb 28 in den Auffangbehälter 27 ein. Nach Abschluß der Zerkleinerungsarbeit wird der Gehäusedeckel 15 geöffnet, und die durch die Abdeckung 29 verschlossene Wechselkassette 26 kann aus dem Oberteil 11 entnommen und an anderer Stelle mit der gebotenen Sorgfalt geöffnet, geleert und gereinigt werden; soll zusätzlich der Rotor 18 gewechselt werden, so kann der Rotor 18 aufgrund der beschriebenen Kugelverriegelung 21 einfach von der Motorwelle 14 abgezogen werden.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, den Schutzansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (7)

  1. Zentrifugalmühle für den Laborbetrieb mit einem an einen Antriebsmotor gekuppelten Rotor als Mahlwerkzeug, mit einem den Mahlraum des Rotors umschließenden Ringsieb und einem auf dem äußeren Umfang des Ringsiebes angeordneten ringförmigen Auffangbehälter für das zerkleinerte Mahlgut, wobei die aus Rotor, Ringsieb und Mahlanordnung bestehende Mahleinheit mit einem eine Mahlguteinlaßöffnung aufweisenden Gehäusedeckel verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Auffangbehälter (27) mit dem an seinem inneren Umfang angeordneten Ringsieb (28) verbunden und als über den Rotor (18) stülpbare Wechselkassette (26) ausgebildet ist und die Wechselkassette (26) eine auch den Mahlraum (25) mit Rotor (18) überspannende und von der Wechselkassette (26) lösbare Abdeckung (29) aufweist.
  2. Zentrifugalmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangbehälter (27) und das Ringsieb (28) über eine Steckverbindung miteinander verbunden sind.
  3. Zentrifugalmühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselkassette (26) eine der Abdeckung (29) gegenüberliegende und den Mahlraum (25) einschließende Bodenplatte aufweist, wobei die Bodenplatte eine Öffnung zur Aufnahme einer Motorbeziehungsweise Rotorwelle aufweist.
  4. Zentrifugalmühle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte der Wechselkassette (26) als Labyrinthplatte (22) mit einer Labyrinthdichtung (24) gegen den darauf sitzenden Rotor (18) ausgebildet ist.
  5. Zentrifugalmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Rotor mit einem hülsenförmigen Wellenansatz auf die Motorwelle steckbar und an dieser drehfest festlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der hülsenförmige Wellenansatz (19) des Rotors (18) in seinem Inneren eine Nut (20) zur Aufnahme von darin eintretenden, an der Motorwelle (14) radial verschiebbar gelagerten Verriegelungselementen (21) aufweist.
  6. Zentrifugalmühle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Motorwelle (14) angeordneten Verriegelungselemente als unter Fliehkraftwirkung radial auslenkbare Kugeln (21) ausgebildet sind.
  7. Zentrifugalmühle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (21) durch Federkraft in eine den Querschnitt der Motorwelle (14) überragende Verriegelungslage vorgespannt sind.
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